GT-2A航空重力数据处理方法研究

【类型】学位论文

【作者】宛家宽 

【关键词】 向下延拓,航空重力测量,精度评定,滤波器,GT,2A

【摘要】本文介绍了航空重力测量的基本原理和数据处理方法,研究了重力扰动信号提取中FIR、IIR低通滤波器和Kalman滤波器的设计方法,以及重力扰动向下延拓的泊松积分迭代法、逆泊松积分FFT法和直接代表法。利用GT-2A航空重力测量系统在平原和山区的观测数据以及测区内的地面重力数据,对设计的重力扰动信号提取方法予以验证,对重力扰动向下延拓方法进行比较,对GT-2A航空重力系统的测量精度予以评价。本文的主要研究内容及成果如下:1)在系统阐述航空重力测量基本原理和数据处理方法的基础上,重点研究了 FIR、IIR和Kalman滤波器的设计方法,介绍了重力扰动向下延拓的泊松积分迭代法、逆泊松积分FFT法和直接代表法。针对GT-2A航空重力测量数据,设计了一套重力扰动信号提取和精度评定的方法。2)实现了窗函数法设计的FIR低通滤波器、巴特沃斯和切比雪夫逼近设计的IIR低通滤波器、基于Kalman滤波原理设计的向前滤波、向后平滑算法。将各滤波器解算的重力扰动结果分别与GT型航空重力测量系统配套商用软件GTGRAV的解算结果进行比较,对其差值进行统计。结果表明海明窗函数设计的FIR低通滤波器在重力扰动信号提取中表现得最稳定,解算结果最接近于软件处理结果,两者的差值标准差为±1.25 mGal。3)利用航线交叉点数据和重复测线数据评定GT-2A测量系统的内符合精度。测线网平差前由交叉点数据评定的内符合精度为1.39 mGal,测线网平差后评定的内符合精度为0.88 mGal;利用重复测线数据评定的内符合精度为0.85 mGal。结果表明GT-2A测量系统的内符合精度优于1 mGal。4)分别基于泊松积分迭代法、逆泊松积分FFT法和直接代表法实现了重力扰动的向下延拓。将GT-2A测量得到的航线上的重力扰动向下延拓到地面重力观测点上与地面重力数据比较,评定GT-2A测量系统的外符合精度。结果表明,在选取最佳滤波参数时,逆泊松积分FFT法的延拓结果精度最高、适用性最好。平坦地区测量结果的外符合精度为1.46mGal;山区4000m高程面上测量结果的外符合精度为3.17mGal,4500m高程面上测量结果的外符合精度为3.36mGal。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】武汉大学

【学位授予年度】2017

【导师姓名】罗志才

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